Máy đo gradient trọng lực (Gravity Gradiometer) là dạng máy đo cho ra trực tiếp số liệu gradient trọng lực tại vị trí đo đạc. Máy có những cảm biến gia tốc lập ra cặp, trong mỗi cặp thì cảm biến đặt cách nhau một khoảng cách và hướng xác định, để thu được độ chênh trường theo hướng đó và hiển thị ra kết quả là gradient.

Máy đơn giản nhất là có 1 cặp cảm biến thẳng đứng để đo gradient thẳng đứng.

Đo trực tiếp gradient sẽ loại trừ ảnh hưởng của các biến thiên, nhiễu trường,... và là phương tiện phát hiện dị thường nhỏ và tương đối gần điểm đo, ví dụ các hầm ngầm, hầm cố thủ,...